一种直流电能测量仪表的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直流电能测量仪表，包括MCU模块、显示模块、按键模块、信号采样模块、电源模块、开入开出模块、通信模块、脉冲输出模块，其特征在于，信号采样模块将转换的信号送给MCU模块，MCU模块对信号进行A/D变换后，经由脉冲输出模块进行脉冲输出，通过通信模块进行实时远距离传输，并通过显示模块进行数据的实时显示。本实用新型实现直流供电回路所有参数的直接测量，包括电压、电流、功率、正向电能、反向电能；无需用户通过人工或上位机的方式进行功率或电能计算，参数测量的精度高、实时性强。总体成本低，性能可靠。
【专利说明】一种直流电能测量仪表
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能电力仪表领域，特别是用于直流回路的直流电能测量仪表。
【背景技术】
[0002]目前智能型电力仪表在工业现场的应用越来越广泛，工业现场直流发电和直流用电设备的日趋普及，尤以近年来光伏产业的迅速发展以及直流操作及直流用电设备的优点日益突出，工业场合急需一种能够针对直流回路参数进行测量评估的仪表。而目前工业现场的直流测量仪表更多的仅能针对电压或电流独立测量，无法直接对直流设备的实用功率进行实时测量，更无法统计直流用电量。这一直是工业现场直流回路监测与直流电能统计的一个难题。
实用新型内容
[0003]实用新型目的:本实用新型提出一种直流电能测量仪表，能够直接对直流网络进行电压电流的测量，并通过内部MCU模块进行处理，计算出实时功率及电能累计。
[0004]技术方案:一种直流电能测量仪表，包括MCU模块、显不模块、按键模块、信号米样模块、电源模块、开入开出模块、通信模块、脉冲输出模块，其特征在于，信号采样模块将转换的信号送给MCU模块,MCU模块对信号进行A/D变换后,经由脉冲输出模块进行脉冲输出，通过通信模块进行实时远距离传输，并通过显示模块进行数据的实时显示。
[0005]所述MCU模块采用MSP430微处理器。
[0006]所述显示模块采用笔段式IXD显示方式。
[0007]所述按键模块采用两个I/O 口实现四个按键的功能。
[0008]所述信号采样模块采用运算放大器方式进行电压信号的分压取样以及电流信号的放大取样。
[0009]所述电源模块采用TNY286P控制芯片构建的开关电源。
[0010]所述开入开出模块包括四路干接点开入量输入以及两路继电器无源输出。
[0011 ] 所述通信模块为RS485通信模块，采用的是Modbus-RTU协议。
[0012]所述脉冲输出模块采用光耦隔离输出。
[0013]有益效果:与现有技术相比，本实用新型实现直流供电回路所有参数的直接测量，包括电压、电流、功率、正向电能、反向电能；无需用户通过人工或上位机的方式进行功率或电能计算，参数测量的精度高、实时性强。总体成本低，性能可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构框图；
[0015]图2为本实用新型的电路图。
【具体实施方式】
[0016]如图1、2所示，本实用新型所述的一种直流电能测量仪表，包括MCU模块1、显示模块2、按键模块3、信号采样模块4、电源模块5、开入开出模块6、通信模块7、脉冲输出模块8，其中电源模块5为宽范围输入的开关电源，为整个仪表的工作提供稳定的工作电源；信号采样模块4将通过运算放大器反相放大器方式将直流回路的电压/电流信号转换成单片机可接受的微小直流电压信号送给MCU模块I的A/D单元;MCU模块I对输入信号进行A/D变换并量化成数字脉冲信号，送给脉冲输出模块8进行脉冲输出以及通过通信模块7将转换后的数据进行实时的远距离传输，并且通过显示模块2进行本地数据的实时显示；按键模块3提供给用户进行参数的设置，如电压/电流变比，脉冲常数等直流回路参数，并且提供给用户数据查看人机操作接口，确保仪表内部参数与直流回路标称参数的一致性，保证测量显示的正确性。
[0017]MCU模块I使用TI公司的微控制芯片，芯片提供A/D采样及液晶驱动功能，被测信号被引入芯片进行数据处理及芯片进行其他的控制输出。显示模块2使用笔段式LCD将MCU处理后的数据进行实时显示，并可向用户提供直观的可操显界面。按键模块3提供用户对仪表参数进行设置，或者通过按键进行测量数据的查看。信号采样模块4将直流回路的电压电流信号，通过运算放大器变换成0-0.5V的直流电压信号，提供给MCU模块稳定安全的A/D转换电压。电源模块5为各个功能模块工作提供稳定的工作电源，采用交直流宽范围输入方案，选用PI公司的TNY286P开关电源控制芯片构建。开入开出模块6中开入功能可以检测本仪表以外的开关量信号，配合工业现场其他设备的控制；开出功能可实现电测量越限报警或者通信遥控开出量进行输出控制，同样可以配合开入量功能实现联动控制。通信模块7可实现所有测量数据的远距离传输，配合用户上位机软件进行组网控制。脉冲输出模块8将MCU模块I输出的电能脉冲隔离输出。
【权利要求】
1.一种直流电能测量仪表，包括M⑶模块(I)、显示模块(2)、按键模块(3)、信号采样模块(4)、电源模块(5)、开入开出模块(6)、通信模块(7)、脉冲输出模块(8),其特征在于，信号采样模块(4)将转换的信号送给MCU模块(1)，MCU模块(I)对信号进行A/D变换后，经由脉冲输出模块(8)进行脉冲输出，通过通信模块(7)进行实时远距离传输，并通过显示模块(2)进行数据的实时显示。
2.根据权利要求1所述的直流电能测量仪表，其特征在于，所述MCU模块(I)采用MSP430微处理器。
3.根据权利要求1所述的直流电能测量仪表，其特征在于，所述显示模块(2)采用笔段式LCD显示方式。
4.根据权利要求1所述的直流电能测量仪表，其特征在于，所述按键模块(3)采用两个I/O 口实现四个按键的功能。
5.根据权利要求1所述的直流电能测量仪表，其特征在于，所述信号采样模块(4)采用运算放大器方式进行电压信号的分压取样以及电流信号的放大取样。
6.根据权利要求1所述的直流电能测量仪表，其特征在于，所述电源模块(5)采用TNY286P控制芯片构建的开关电源。
7.根据权利要求1所述的直流电能测量仪表，其特征在于，所述开入开出模块(6)包括四路干接点开入量输入以及两路继电器无源输出。
8.根据权利要求1所述的直流电能测量仪表，其特征在于，所述通信模块(7)为RS485通信模块，采用的是Modbus-RTU协议。
9.根据权利要求1所述的直流电能测量仪表，其特征在于，所述脉冲输出模块(8)采用光率禹隔离输出。
【文档编号】G01R22/10GK204028224SQ201420423886
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】孙运建, 张明, 范贤军, 苏蛟 申请人:江苏斯菲尔电气股份有限公司